Нов биосензор, разработен от изследователи от университета на Пенсилвания, САЩ, предоставя на учените възможност за първите динамични наблюдения на мангана - неуловим метален йон, който е от съществено значение за живота, съобщи EurekAlert.

Учените са разработили сензора от естествен протеин, наречен ланмодулин, който свързва редкоземни елементи с висока селективност и е открит преди пет години от някои от специалистите от университета, участващи в настоящото изследване.

Изследователите са успели генетично да препрограмират протеина, така че предпочита мангана пред други често срещани преходни метали като желязо и мед.

Сензорът може да намери широко приложение в биотехнологиите, за да подобри разбирането на фотосинтезата, взаимодействията между гостоприемници и патогени и невробиологията. Той може също така да се прилага и в по-общ план за процеси като разделяне на компонентите на преходните метали (манган, кобалт и никел) при рециклирането на литиево-йонни батерии, пише БТА. "Смятаме, че това е първият сензор, който е достатъчно селективен за манган за подробни изследвания на този метал в биологични системи. Използвахме го и наблюдавахме динамиката на това как манганът идва и си отива в жива система, което досега не беше възможно", казва Дженифър Парк, водещ автор на статията. 

Екипът е успял да наблюдава поведението на мангана в бактерии и сега работи по проектирането на усъвършенствани сензори за свързване, за да проучи как металът функционира в системите на бозайниците.

Подобно на желязото, медта и цинка, манганът е основен метал за растенията и животните. Неговата функция е да активира ензими - молекули с жизненоважни задачи в живите системи. Манганът, например, е ключов компонент на фотосинтетичния процес в растенията и присъства на мястото, където водата се превръща в кислород, което е в основата на фотосинтезата. 

При хората манганът е свързан с развитието на нервната система. Натрупването на излишък от манган в мозъка предизвиква двигателно заболяване, подобно на Паркинсон, докато понижените му нива са наблюдавани във връзка с болестта на Хънтингтън, обясняват изследователите.

Въпреки това научното разбиране на мангана изостава от това за други основни метали, отчасти поради липсата на техники за визуализиране на неговите концентрация, местонахождение и движение в клетките. 

"Новият сензор отваря вратата за всевъзможни нови изследвания. Той има толкова много потенциални приложения", казва Джоузеф Котруво от изследователския екип.

Изследването е публикувано в PNAS - Протоколи на Американската академия на науките.